面向工艺分工规划的多目标蚁群算法

为解决计算机辅助工艺规划中工艺分工的优化问题,提出一种基于多目标蚁群算法的工艺分工路线优化算法.在引入逻辑加工路线、逻辑制造单元、物理制造单元、可执行加工路线等概念基础上建立工艺分工规划过程模型.在过程模型中,运用多目标蚁群算法对物理制造单元集合实现优化.在求解过程中,以加工时间和所耗成本为目标函数,在求解空间中对物理制造单元进行遍历,最终寻找到最优化的可执行加工路线.通过实例验证了该方法的可行性和有效性.     

柔性作业车间的任务分配及优化方法

针对柔性作业车间中存在的多工艺路线和多加工路径的生产条件,以整个任务的加工时间最小化为目标,提出了有限缓冲条件下的任务分配模型.基于Wardrop用户平衡原理,利用增量分配法求解该模型,进而求解各路径和各加工单元的任务分配量,以及任务的最小化加工时间.通过一个加工单元具有非线性加工时间和多工艺路线的实例证明了该模型和方法的有效性.该模型和算法,可以将任务分解到各加工路径上,并且能够确定各资源加工的时间窗.     

资源布局可变条件下的开放车间柔性制造单元构建技术研究

单元制造是在当今小批量、多品种的生产环境下的提高生产柔性和效率的一种有效手段。在单元制造的基础上,提出了一种融合物理制造单元和逻辑制造单元的柔性单元构建方法,并建立了相应的混合整数规划模型。通过在物理制造单元与逻辑制造单元设计思想之间寻求折衷来提高系统的柔性并减少制造成本。在模型设计中,考虑了制造资源布局、加工路径选择以及加工批量设置问题。以最小化加工成本、加工车间之间和之内的运输成本、跨单元操作成本和机器移动成本为目标,通过将制造资源重新布局在给定的加工地点(加工车间),形成若干敏捷柔性制造单元。数值实验结果表明了的这一设计思路的有效性。     

整合成本和利用率的动态维护策略

传统维护策略往往以成本最小或设备利用率最大为目标函数进行建模.建立了1个动态维护时间模型,通过转换,将成本和设备利用率2种不同的数据类型有机结合,提出含可调权重因子的目标函数,以满足不同用户需求.通过实例来验证此动态策略算法,并证明可调权重因子的实用性.     

一种新的制造单元设计方法

研究了制造车间中机床和被加工零件的分组问题,可减少零件加工过程中由于在制造单元组间的运输而增加成本函数．使用遗传算法,以染色体编码表示机床分组,以常用的交叉、变异算子对编码进行操作,以变更各单元内的机床组成．通过不同编码对一组零件加工时成本函数的比较,选择遗传后代,组成最佳的制造单元．以遗传算法对两个典型的机群分组算例进行了计算,并与已有结果进行了对照．     

制造单元快速构建技术研究

针对制造单元的快速构建和提高可实施性的问题,提出了一种采用聚类分析与启发式算法相结合的解决方案. 在零件存在多工艺路线、工序存在多可选设备的基础上,综合考虑加工时间、加工顺序、生产批量、设备能力、任务交货期等实际生产约束条件,以最短加工时间、最佳设备及单元平衡、最少跨单元加工等作为重构优化目标,重视生产瓶颈环节的识别和处理,采用设备单元构建、资源优化分配和单元负荷均衡的三阶段处理技术,实现了制造单元的快速构建,导出了零件族、设备集合以及瓶颈问题的解决方案,并通过实例验证了算法的有效性.     

混流柔性加工单元自动导引小车的调度优化

多品种混流柔性加工单元中的自动导引运输车(AGV)数量和运行路径直接影响单元的运行效率.在考虑产品加工工时、批量需求、设备物理位置等约束下,以最小化搬运任务时间为优化目标,基于改进Memetic算法,通过编码和搜索机制的调整,对不同AGV数量以及不同设备加工任务分配方案条件下的调度策略进行协同优化求解,有效避免了迭代过程中易出现非法解的状况,从而获得了AGV最优调度路径.最后通过实例验证了该方法的可行性和有效性.     

磨削加工中磨削参数的模糊优化设计

将磨削加工中磨削参数的选择转化为优化设计问题．以最高生产率为目标函数，考虑了各约束边界的模糊性，建立了优化磨削参数的数学模型，运用模糊优化设计方法确定磨削加工中最佳的磨削参数。     

基于特征单元的设备选型状态空间理论与方法

提出零件特征单元加工过程的状态空间理论,并将之用于解决零件加工的工艺设备选型问题.基于复杂零件特征具有多样性和复合性的特点,定义特征单元,以便于分析零件特征.针对单一特征单元,提取特征单元加工前和加工后两个状态,通过分析两个状态变换原因,构建状态变换矩阵,得出状态变换矩阵代表工艺设备加工能力的结论.通过构建状态变换方程描述加工过程.建立状态空间,将工艺设备选型问题转换为加工前和加工后两个状态在状态空间中的路径规划问题.在实际生产的约束条件下,将状态空间中路径规划问题转化为现有工艺路线的优化问题,并且建立工艺设备选型优化模型,优选出较理想的工艺路线,从而选出与该条工艺路线对应的一套工艺设备.应用算例验证了该方法的可行性.     

面向加工中心的工艺方案优化技术

在全面考虑影响加工效率和质量的多个因素的基础上,使用多种优化方法,选择最优的工艺方案.首先用神经网络为每个加工特征选择合适的加工链,将不同特征的加工链组合成可行的加工方案集合,然后用遗传算法对加工方案排序,以辅助加工时间最少为优化目标,决策出最优的加工方案.将相关特征聚合为一个特征参加排序,大大减少了计算复杂度;最后,在聚类特征内部以刀具空行程最短为目标,规划刀具的移动路径.算法以某厂缸盖为对象进行实例验证.